У больных аутизмом нейроны головного мозга работают по-особому
Биоинженеры из Института Солка Калифорнийского университета в Сан-Диего вырастили из клеток кожи пациентов с аутизмом нейроны головного мозга, что помогло им выяснить, чем же они отличаются от нейронов здоровых людей. Как оказалось, нейроны людей с аутизмом образуют меньше нейронных связей, но при этом быстрее делятся.
В настоящее время наблюдается настоящая эпидемия аутизма. С середины 1980−х до 2010−х годов количество случаев этой болезни увеличилось почти в 20 раз. Когда аутизм впервые описал в 1943 году профессор, детский психиатр Лео Каннер, то, по его подсчетам, аутизмом болел один ребенок из десяти тысяч. Сегодня считается, что примерно на 120 новорожденных приходится один ребенок-аутист.
Безусловно, аутизм стали лучше диагностировать, и, тем не менее, эксперты уверены в том, что заболеваемость все равно растет, несмотря на хорошую диагностику.
Единого мнения о том, что же вызывает расстройства аустического спектра, до сих пор не существует. Многие специалисты считают, что причина кроится в реакции иммунитета на факторы окружающей среды.
К сожалению, болезнь не научились лечить, а с помощью современных методов можно лишь снизить некоторые симптомы. Поэтому задача исследования механизмов развития аутизма очень актуальна, и этой теме посвящается множество научных работ.
В своем нынешнем исследовании американские ученые решили использовать возможности современной биоинженерии – они создали модель аутизма на основе манипуляций со стволовыми клетками.
В 2010 году им удалось вырастить нейроны из клеток кожи пациентов с синдромом Ретта (эта болезнь также относится к расстройствам аустического спектра). Сначала они превратили клетки кожи в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (эта методика была разработана еще в 2007 году, за что ее автор, японский ученый Синъо Яманака, получил Нобелевскую премию). Затем они нашли определенные транскрипционные факторы, которые превратили эти клетки в нейроны.
В нынешнем исследовании ученые действовали по тому же принципу. Они взяли клетки кожи у взрослых людей с аутизмом. Причем, аутизм у них в детстве сопровождался усиленным ростом головного мозга (это одна из особенностей болезни), а потом нормализовался. Затем клетки кожи пациентов превратили в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки, из которых с помощью последующих манипуляций вырастили нейроны.
За этими нейронами, которые, по сути, воспроизводили модель аутизма, ученые и стали наблюдать.
Оказалось, что ведут они себя не так, как обычные нейроны: во-первых, они быстрее делились. Это говорит в пользу гипотезы, объясняющей большие размеры головного мозга вначале формирования у больных аутизмом, нарушением процесса деления нейронов.
Во-вторых, «аутичные» нейроны образовывали меньше нейронных связей.
Интересно, что при добавлении в культуру IGF -1 (препарата, который в настоящее время проходит клинические испытания для лечения расстройств аустического спектра), нейроны возвращались как к своему нормальному циклу деления, так и формировали нужное число связей.
«Меня никогда не перестанет удивлять, что, благодаря развитию биоинженерии, существует возможность создания моделей различных заболеваний. То, что нам удалось наблюдать, возможно, приведет к созданию эффективной терапии аутизма», - говорит ведущий автор исследования профессор из лаборатории генетики Института Солка Расти Гейдж (Rusty Gage).
О результатах своего исследования авторы сообщают в свежем выпуске журнала Molecular Psychiatry.